海岸工程第七課

1、港口海岸與近海工程學(xué)院COLLEGE OF HARBOR COASTAL AND OFFSHORE ENGINEERING海海 岸岸 工工 程程港口航道與海岸工程專業(yè)課程港口航道與海岸工程專業(yè)課程總計(jì)：總計(jì)：1.51.5學(xué)分學(xué)分/24/24學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)p第一章第一章 海岸防護(hù)概論海岸防護(hù)概論 （2 2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）p第二章第二章 海岸防護(hù)工程海岸防護(hù)工程 （1212學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）l（1）海堤 （7學(xué)時(shí)）l（2）護(hù)岸 （1.5學(xué)時(shí)）l（3）丁壩 （1學(xué)時(shí)）l（4）潛壩 （1學(xué)時(shí)）l（5）人工補(bǔ)灘工程（0.5學(xué)時(shí)）p第三章第三章 圍海工程圍海工程 （6 6學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）p第四章第四章 防波堤工程防波堤工程

2、（3 3學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）p第第五五章章 其他海岸工程其他海岸工程 （1 1學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）p 本章內(nèi)容：本章內(nèi)容：l 第一節(jié)第一節(jié) 海堤海堤l 第第二二節(jié)節(jié) 護(hù)岸護(hù)岸l 第第三三節(jié)節(jié) 丁壩丁壩l 第第四四節(jié)節(jié) 潛壩潛壩l 第第五五節(jié)節(jié) 人工補(bǔ)灘工程人工補(bǔ)灘工程p 本章需要了解掌握知識(shí)點(diǎn)：本章需要了解掌握知識(shí)點(diǎn)：l 第一節(jié)第一節(jié) 海堤海堤 海堤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)潮位與設(shè)計(jì)波浪計(jì)算，海堤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)潮位與設(shè)計(jì)波浪計(jì)算，海堤斷面型式和構(gòu)造，海堤設(shè)計(jì)海堤斷面型式和構(gòu)造，海堤設(shè)計(jì)方法，方法，地基穩(wěn)定與沉降計(jì)算，軟基處理。地基穩(wěn)定與沉降計(jì)算，軟基處理。確定海確定海堤標(biāo)準(zhǔn)堤標(biāo)準(zhǔn)和等級(jí)和等級(jí)水文、地水文、地形、基礎(chǔ)形、

3、基礎(chǔ)和社會(huì)基和社會(huì)基本資料本資料堤線布堤線布置和堤置和堤型選擇型選擇設(shè)計(jì)水設(shè)計(jì)水文要素文要素確定：確定：設(shè)計(jì)水設(shè)計(jì)水位、設(shè)位、設(shè)計(jì)波高計(jì)波高穩(wěn)穩(wěn)定定沉沉降降計(jì)計(jì)算算堤堤基基處處理理堤堤身身設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)施施工工設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)探討題：斜坡堤越浪量試驗(yàn)分析。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l波浪越浪Review主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：砌石護(hù)坡厚度計(jì)算；拋石單個(gè)塊體重量和厚度計(jì)算；護(hù)面混凝土板厚度計(jì)算柵欄板計(jì)算o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算Reviewo 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算干砌塊石護(hù)面也是一種常用的護(hù)面型式，其失穩(wěn)一般系由于波浪浮托力引起的向上跳脫。干砌塊石護(hù)面計(jì)算一般確定其砌石厚度，計(jì)算方法系

4、根據(jù)坡面法向的作用力（波浪浮托力，重力法向分量，摩檫力等）的平衡導(dǎo)出的。Review拋石單個(gè)塊體重量計(jì)算 護(hù)面塊體失穩(wěn)的三種形態(tài)： 波浪下落，堤內(nèi)水體外流形成水流對(duì)塊體的浮托力，浮托力過大，失穩(wěn)脫出。 某些突出的塊石可因受過大的沿堤面的水流沖擊而滑動(dòng)。 表層塊體在波浪作用下翻滾，力矩失穩(wěn)。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算Reviewo 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算 （1 1）西班牙伊利巴倫公式。）西班牙伊利巴倫公式。由滑動(dòng)平衡導(dǎo)出塊體重量由滑動(dòng)平衡導(dǎo)出塊體重量 最早給出的分析塊體穩(wěn)定重量計(jì)算的是伊利巴倫。他力圖用力的平衡來求穩(wěn)定重量。他認(rèn)為波浪在斜坡上破碎時(shí)，呈射流沖擊坡面，在

5、射流消失瞬間，充滿在孔隙中的水體釋放出來的能量給塊體一個(gè)與射流方向相反的離開堤面的力這個(gè)力與塊體在水中的重量合成。當(dāng)塊體向斜坡下滑動(dòng)時(shí)，其塊體重量的下滑分量與垂直堤面的力產(chǎn)生的摩擦力平衡，于是得到平衡的臨界表達(dá)式。伊利巴倫公式示意圖拋石單個(gè)塊體重量計(jì)算Review Hudson公式：由上舉脫落平衡導(dǎo)出塊體重量由上舉脫落平衡導(dǎo)出塊體重量 美國赫德森1959年在伊利巴倫研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，根據(jù)塊石向上脫出的失穩(wěn)模式提出。 基本假定為：波浪在斜面上發(fā)生破碎，此時(shí)水質(zhì)點(diǎn)速度等于波速，作用在塊石上的速度力按此值計(jì)算。 計(jì)算原理：o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算拋石單個(gè)塊體重量計(jì)算Re

6、view （3）蘇聯(lián)波浪、冰凌和船舶對(duì)水工建筑物的荷載與作用（ 57-75）規(guī)范公式。由傾覆平衡導(dǎo)出塊體重量：o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算拋石單個(gè)塊體重量計(jì)算Review大部分公式的共同結(jié)構(gòu)是護(hù)面塊體的重量：o與波高的三次方成正比o與塊體在空氣中的重度成正比o與斜坡坡角的某個(gè)函數(shù)成反比缺點(diǎn)：但大都未考慮波譜型式，波群以及三維不規(guī)則波作用對(duì)斜坡堤護(hù)面穩(wěn)定性的影響。伊利巴倫公式伊利巴倫公式赫德遜公式：赫德遜公式：前蘇聯(lián)規(guī)范公式前蘇聯(lián)規(guī)范公式o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算拋石單個(gè)塊體重量計(jì)算（4）荷蘭Van der Meer（1987）公式（目前最全面的一種方法） 除考慮了赫德

7、森公式中已經(jīng)考慮的波高，堤身邊坡，護(hù)面塊重度及其穩(wěn)定特性外，還分別考慮了波浪形態(tài)（破碎與否及破碎形態(tài)），波浪周期（或波陡），風(fēng)暴延時(shí)（波浪作用個(gè)數(shù)N），堤身結(jié)構(gòu)滲透性（滲透系數(shù)P），波浪作用后堤面破壞水平S等的影響。基本前提： 護(hù)面層由塊石組成；在經(jīng)受波浪打擊時(shí)很少越浪或不發(fā)生越浪;堤身邊坡是均勻的，在此前提下，按波浪的兩種形態(tài)卷破波和涌波型破波 分別采取不同的公式。 破波相似參數(shù)臨界值c,卷波型破碎c，涌波型破碎o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算拋石單個(gè)塊體重量計(jì)算0.180.20.5/6.2( /) ( )snHDPSN0.130.2/1.0( /)cotPsnHDPSN10.310

8、.5(6.2tan )PcP卷破波涌破波o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算拋石單個(gè)塊體重量計(jì)算 參數(shù)控制： 邊坡坡度Ctg：1.56 波高：有效波高，H1/3 波陡：0.0050.06，大于0.06即不穩(wěn)定而破碎。 滲透性：三種結(jié)構(gòu)，不透水堤心（黏土或沙）得出P的下限，假定P=0.1;全部由護(hù)面石塊組成的均勻結(jié)構(gòu)得出P的 上限值，假定P=0.6,第三種由透水堤心上加一層兩倍直徑厚的護(hù)面層組成，P=0.5損壞水平：指在水面附近寬度為Dn范圍內(nèi)被沖蝕的邊長(zhǎng)為Dn的立方形石塊數(shù)。 風(fēng)暴延時(shí)：N=10007000，N7000時(shí)偏保守 重度：2030KN/M3 其他參數(shù)：未含石塊分級(jí)（亂石或均勻石

9、塊），譜寬度和波群特性等參數(shù)影響。研究表明這些對(duì)護(hù)面穩(wěn)定性沒有影響。 討論：損壞水平S值。 公式適用范圍：對(duì)塊石應(yīng)用優(yōu)于赫德森公式，但對(duì)堤頭估計(jì)不足，對(duì)方塊護(hù)面則符合不好，對(duì)四角錐護(hù)面也無改進(jìn)。對(duì)一些參數(shù)仍應(yīng)依靠模型試驗(yàn)確定。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算拋石單個(gè)塊體重量計(jì)算 斜向波作用：斜向入射波對(duì)工字型塊體穩(wěn)定性的影響斜向波等效波高換算的系數(shù)x值項(xiàng)目項(xiàng)目改型方塊改型方塊四腳錐體四腳錐體塊石塊石鉤連塊體鉤連塊體護(hù)面層護(hù)面層0.60.60.30.30.250.251 1護(hù)腳層護(hù)腳層0.60.60.40.40.60.60.40.4/cosW W拋石：o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡

10、計(jì)算拋石單個(gè)塊體重量計(jì)算 其他部位塊體重量要求： 當(dāng)水下拋石棱體的頂面高程在設(shè)計(jì)低水位以下1. 0 倍設(shè)計(jì)波高值時(shí)，棱體的塊石重量可取按上式計(jì)算的塊石重量的0.3 -0.4 倍。 對(duì)外坡有肩臺(tái)的深水斜坡堤，外側(cè)肩臺(tái)上下的護(hù)坡宜采用同一類型和同一規(guī)格的人工塊體，當(dāng)肩臺(tái)頂面高程在設(shè)計(jì)低水位以下1. 0 倍設(shè)計(jì)波高值時(shí)，肩臺(tái)以下坡面的護(hù)面塊體重量不應(yīng)小于肩臺(tái)以上護(hù)面塊體重量的0.5 倍。 外坡護(hù)面墊層塊石的重量可取按上式確定的塊體重量的1/20 -1/10 ，但最小重量不得小于1/40 。對(duì)于四腳空心方塊和柵欄板護(hù)面，其墊層塊石規(guī)格應(yīng)按不小于護(hù)面空隙尺度確定。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算

11、拋石單個(gè)塊體重量計(jì)算 其他部位塊體重量要求： 堤頂塊體的重量宜與外坡塊體相同。當(dāng)?shù)添敻叱淘谠O(shè)計(jì)高水位以上不足0.2 倍設(shè)計(jì)波高值時(shí)，其重量不應(yīng)小于外坡護(hù)面塊體重量的1. 5 倍。 斜坡堤堤頭部分的塊體重量，可按上式計(jì)算的結(jié)果增加20% - 30% 。位于波浪破碎區(qū)的堤身和堤頭的塊體重量，均應(yīng)相應(yīng)再增加10%-25% ，必要時(shí)可通過模型試驗(yàn)確定。 內(nèi)坡護(hù)面塊體的重量應(yīng)符合下列規(guī)定： 當(dāng)?shù)添敻叱贪丛嚼舜_定時(shí)，從堤頂?shù)皆O(shè)計(jì)低水位以下0.5 -1. 0 倍設(shè)計(jì)波高之間的內(nèi)坡護(hù)面塊體重量，應(yīng)與外坡護(hù)面的塊體重量相同；其下的內(nèi)坡護(hù)面塊體，宜采用與外坡護(hù)面墊層相同重量的塊石，但不應(yīng)小于150kg，且應(yīng)按堤內(nèi)

12、側(cè)波浪進(jìn)行復(fù)核。 當(dāng)?shù)添敻叱贪床辉嚼舜_定時(shí)，內(nèi)坡護(hù)面應(yīng)按堤內(nèi)側(cè)波浪進(jìn)行計(jì)算，且不宜小于外坡護(hù)面墊層塊石的重量。 拋石單個(gè)塊體重量和厚度計(jì)算 （5）拋石或者人工塊體：層數(shù)：23層先計(jì)算穩(wěn)定塊體重量，再計(jì)算厚度和塊體個(gè)數(shù)o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算n護(hù)面塊體或塊石的層數(shù)； 斜坡堤面板的波浪力012poppk k pHB反向相對(duì)波壓力，按下圖查取。圖中 為護(hù)面板的寬度（m）opp 波浪浮托力與堤前波浪要素、堤內(nèi)外水位變化、堤坡坡度、護(hù)面及墊層透水性等因素有關(guān)。其中堤內(nèi)外水位的相對(duì)變化是形成波浪浮托力的重要原因，對(duì)波浪浮托力有較大影響。 面板波浪反向壓力：適用條件：開縫板，透空率為約1.5

13、%。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l護(hù)坡計(jì)算護(hù)面混凝土板厚度計(jì)算：包括厚度計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算護(hù)面混凝土板厚度計(jì)算：包括厚度計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算 厚度計(jì)算使用范圍：明縫的混凝土或鋼筋混凝土板護(hù) 面 使用條件： 2=m=1.8H2 方法1和3的內(nèi)插法3 森弗羅(Sainflow)簡(jiǎn)化法4 歐拉坐標(biāo)一次近似法 5 合田良實(shí)法 在海港水文規(guī)范中，主要根據(jù)相對(duì)水深d/L的情況，分別采用前四種不同方法計(jì)算立波作用力。 基本荷載：防護(hù)墻波壓力-立波作用力o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算公式的應(yīng)用范圍 當(dāng)d=1.8H, d/L=0.050.12時(shí)，波峰(谷)時(shí)的波壓力采用大連理工大學(xué)發(fā)展的橢余(圓)淺水立

14、波法。該方法是在二階橢余波理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合較系統(tǒng)的模型實(shí)驗(yàn)和國外資料而制。當(dāng)H/L1/30，d/L=0.1390.2時(shí)，波峰(谷)時(shí)的波壓力的計(jì)算均采用Sainflow公式。當(dāng)d1.8H，0.139d/L0.12和8T*d/L0.2時(shí)，波峰的波壓力采用有限振幅波的一次近似解，波谷時(shí)仍采用Sainflow公式。當(dāng)d/L0.5時(shí)，按深水立波計(jì)算波壓力。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算基于橢圓余弦波的淺水立波法當(dāng)d=1.8H, d/L=0.050.12時(shí)，波峰(谷)波壓力采用橢余(圓)淺水立波法。靜水面2dchcacpocpbcpdcpucPcPd波峰作用時(shí)立波壓力分布圖（d/L=0

15、.05-0.12 ）式中：mcHBdd0.5941*2.31042.5907BT2*/ 0.009130.6361.2515mTTT*/TTg d*mcmT波面高程（ ）；系數(shù)；無因次周期。B系數(shù)（1）波面高程按下公式計(jì)算：基本荷載：防護(hù)墻波壓力o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算基于橢圓余弦波的淺水立波法當(dāng)d=1.8H, d/L=0.050.12時(shí)，波峰(谷)波壓力采用橢余(圓)淺水立波法。靜水面2dchcacpocpbcpdcpucPcPd波峰作用時(shí)立波壓力分布圖（d/L=0.05-0.12 ）（2）在靜水面以上位置hc和墻面壓力強(qiáng)度pac：1.672/2212max 0.636

16、6184.23264/,1.0ccacochddnppddnnnH dmcach 波 浪 壓 力 強(qiáng) 度 p 在 靜 水 面 以 上 的 作 用 點(diǎn) 位 置 （ ） ；n靜水面以上波浪壓力強(qiáng)度分布曲線的指數(shù)，其值取式中兩數(shù)的大值與 對(duì)應(yīng)的墻面波壓力強(qiáng)度（kPa）;accpho基于橢圓余弦波的淺水立波法o當(dāng)d=1.8H, d/L=0.050.12時(shí)，波峰(谷)波壓力采用橢余(圓)淺水立波法。靜水面2dchcacpocpbcpdcpucPcPd波峰作用時(shí)立波壓力分布圖（d/L=0.05-0.12 ）（3）靜水面處及水下墻面上特征點(diǎn)處波壓力強(qiáng)度（Poc，Pbc和Pdc）qppdHBAdP)/(o 9

17、 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o基于橢圓余弦波的淺水立波法o當(dāng)d=1.8H, d/L=0.050.12時(shí)，波峰(谷)波壓力采用橢余(圓)淺水立波法。靜水面2dchcacpocpbcpdcpucPcPd波峰作用時(shí)立波壓力分布圖（d/L=0.05-0.12 ）（4）單位長(zhǎng)度墻身上的水平總波浪力計(jì)算： 2221214caccoccbcdcPpphppdd ddddd/單位長(zhǎng)度墻身上的水平總波浪力CPkN m32011123121115424424caccccoccbcdcMphdddddphhppdddddo 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防

18、護(hù)墻波壓力o基于橢圓余弦波的淺水立波法o當(dāng)d=1.8H, d/L=0.050.12時(shí)，波峰(谷)波壓力采用橢余(圓)淺水立波法。靜水面2dchcacpocpbcpdcpucPcPd波峰作用時(shí)立波壓力分布圖（d/L=0.05-0.12 ）（6）單位長(zhǎng)度墻底面上的波浪浮托力按下式計(jì)算：2dcucbpP o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o基于橢圓余弦波的淺水立波法o當(dāng)d=1.8H, d/L=0.050.12時(shí)，波峰(谷)波壓力采用橢余(圓)淺水立波法波谷作用時(shí)立波壓力分布圖（d/L=0.05-0.12 ）波谷作用于堤面時(shí)，波浪的附加壓力的方向是離堤的，或稱為負(fù)壓

19、力。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o基于橢圓余弦波的淺水立波法o當(dāng)d=1.8H, d/L=0.050.12時(shí)，波峰(谷)波壓力采用橢余(圓)淺水立波法波谷作用時(shí)立波壓力分布圖（d/L=0.05-0.12 ）（1）波谷的波面在靜水面以下的高度按下式計(jì)算：/qtppABH dd,totpppA B qd式中： 波谷的波面在靜水面以下的高度（m）按下表中與欄對(duì)應(yīng)的值確定o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o基于橢圓余弦波的淺水立波法o當(dāng)d=1.8H, d/L=0.050.12時(shí)，波峰(谷)波壓力采用橢余(圓)淺水立波法。波谷作

20、用時(shí)立波壓力分布圖（d/L=0.05-0.12 ）（2）墻面上各特征點(diǎn)的波壓力強(qiáng)度均按下式計(jì)算：/qpppABH dd,系數(shù)和 按表確定。若計(jì)算得出則取PpdtotdtotABqpppp（3）單位長(zhǎng)度墻身上水平總波浪力（負(fù)值）：2112totdttPppddddo 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o基于橢圓余弦波的淺水立波法o當(dāng)d=1.8H, d/L=0.050.12時(shí)，波峰(谷)波壓力采用橢余(圓)淺水立波法。波谷作用時(shí)立波壓力分布圖（d/L=0.05-0.12 ）（4）單位長(zhǎng)度墻底面上波谷浮托力（負(fù)值，方向向下）：2dtutbpP 注意：波谷浮托力實(shí)際上為

21、在原有的靜水浮力上減少的動(dòng)水浮托力。通常計(jì)算中把靜水浮力作為不變，因此波谷浮托力的方向向下。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o森弗羅(Sainflow)簡(jiǎn)化法o當(dāng)H/L1/30，d/L=0.1390.2時(shí)，波壓力的計(jì)算可以采用Sainflow公式（1）超高h(yuǎn)s：立波的波浪中線超出靜水面的高度22sHdhchLL（2）淺水立波波壓力：HLdShzdLShLdchzdLchZP2)(22)(2式中：波峰時(shí)取正，波谷時(shí)取負(fù)；Z墻面在靜水面以下任一點(diǎn)的深度；r海水容重；o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o森弗羅(Sainflow

22、)簡(jiǎn)化法o當(dāng)H/L1/30，d/L=0.1390.2時(shí)，波壓力的計(jì)算可以采用Sainflow公式（1）超高h(yuǎn)s：立波的波浪中線超出靜水面的高度22sHdhchLL（2）淺水立波波壓力：HLdShzdLShLdchzdLchZP2)(22)(2式中：波峰時(shí)取正，波谷時(shí)取負(fù)；Z墻面在靜水面以下任一關(guān)的深度；r海水容重；o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o森弗羅(Sainflow)簡(jiǎn)化法o當(dāng)H/L1/30，d/L=0.1390.2時(shí)，波壓力的計(jì)算可以采用Sainflow公式（6）水底處波壓力強(qiáng)度：（4）靜水面處的波壓力強(qiáng)度：（5）直墻底處的波壓力強(qiáng)度：（3）H+h

23、s處，p00LdchHdLdchHddPPd22波dhHhHdPPssds)(xsdssbPPddPPPP1)(o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o森弗羅(Sainflow)簡(jiǎn)化法o當(dāng)H/L1/30，d/L=0.1390.2時(shí)，波壓力的計(jì)算可以采用Sainflow公式（6）水底處波壓力強(qiáng)度：（4）靜水面處的波壓力強(qiáng)度：（5）直墻底處的波壓力強(qiáng)度：（3）H+hs處，p00LdchHdLdchHddPPd22波dhHhHdPPssds)(xsdssbPPddPPPP1)(o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o森弗羅(Sainfl

24、ow)簡(jiǎn)化法o當(dāng)H/L1/30，d/L=0.1390.2時(shí)，波壓力的計(jì)算可以采用Sainflow公式（6）水底處波壓力強(qiáng)度：（4）靜水面處的波壓力強(qiáng)度：（5）直墻底處的波壓力強(qiáng)度：（3）H+hs處，p00LdchHdLdchHddPPd22波dhHhHdPPssds)(xsdssbPPddPPPP1)(o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o森弗羅(Sainflow)簡(jiǎn)化法o當(dāng)H/L1/30，d/L=0.1390.2時(shí)，波壓力的計(jì)算可以采用Sainflow公式（7）總波壓力：（8）波浮托力：2)(2111ddPdhHPbsbPPb21o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)

25、計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o森弗羅(Sainflow)簡(jiǎn)化法o當(dāng)H/L1/30，d/L=0.1390.2時(shí)，波壓力的計(jì)算可以采用Sainflow公式（4）水底處的波壓力強(qiáng)度： （1）靜水面處波壓力強(qiáng)度為0 （2）靜水面以下（H-hs）處波壓力強(qiáng)度：（3）墻底處波壓力強(qiáng)度：HhdHhdPPPPssdssb1) ()(SshHPLdchHLdchHPddd22o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o森弗羅(Sainflow)簡(jiǎn)化法o當(dāng)H/L1/30，d/L=0.1390.2時(shí)，波壓力的計(jì)算可以采用Sainflow公式（5）總波壓力：（6）總波浪浮托力

26、：21bbpP 2) )(1121bsPdHhddPo 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o插值法o當(dāng)d1.8H，0.139d/L0.12和8T*d/L0.2時(shí)，采用歐拉坐標(biāo)一次近似法計(jì)算直墻式建筑物上的立波波峰作用力，波谷時(shí)仍采用Sainflow公式。u 特點(diǎn)：以靜水面為基準(zhǔn)，不考慮波高超高，靜水面以上，按直線分布，靜水面以下按曲線分布。（1）靜水面以上高度H處波壓力強(qiáng)度為0 （2）靜水面處的波浪壓力強(qiáng)度 spH（3）靜水面以上波浪壓力強(qiáng)度按直線分布 22zdzchLpHdchL（4）靜水面以下深Z處波壓力強(qiáng)度： o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算

27、 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o歐拉坐標(biāo)一次近似法o當(dāng)H/L1/30，0.5d/L0.2時(shí)，采用歐拉坐標(biāo)一次近似法計(jì)算直墻式建筑物上的立波波峰作用力，波谷時(shí)仍采用Sainflow公式。（7）單位長(zhǎng)度墻上的總波壓力：（8）波浪浮托力：LdchLddchLdthHLHP2)(22221122dHpdchL122bddchLpHdchL（5）水底處波壓力強(qiáng)度 （6）墻底處波壓力強(qiáng)度o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力12ubPbPo歐拉坐標(biāo)一次近似法o當(dāng)H/L1/30，0.5d/L0.2時(shí)，采用歐拉坐標(biāo)一次近似法計(jì)算直墻式建筑物上的立波波峰作用力，波谷時(shí)仍采用Sainfl

28、ow公式。采用采用Sainflow公式公式o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o深水立波法o當(dāng)d/L0.5時(shí)，按深水立波計(jì)算波壓力。u 波峰作用時(shí)，用修正的有限振幅波的一次近似解（1）靜水面以上高度H處的波壓力為零。（2）靜水面處的波壓力強(qiáng)度：HPs22zdzdpH chchLL（3）靜水面以下深度Z處的波壓力強(qiáng)度：（4）靜水面以下Z=L/2處的波壓力強(qiáng)度為零。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o深水立波法o當(dāng)d/L0.5時(shí)，按深水立波計(jì)算波壓力。u 波谷作用時(shí)，采用修正Sainflow公式即將立波中心線超高公式中：L/2代

29、替cthHhLdcthHhss22222)(sshHP靜水面以下深度：Z=L/2處，Pz=0o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o合田良實(shí)法 合田良實(shí)法是根據(jù)大量的模型試驗(yàn)以及對(duì)原體防波堤的檢驗(yàn)，提出的一個(gè)既可計(jì)算立波又可計(jì)算破波作用力的公式。目前，這個(gè)公式不僅通行于日本，而且也為眾多的歐美國家所采納。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o合田良實(shí)法sdppchkd21120.622kdsh kd23222322min;3dddHddH13upH 313111bsppddchkd （1）靜水面以上高度。（2）靜水面處的波壓力強(qiáng)

30、度：（4）水底處波壓力強(qiáng)度 （3）墻底處波壓力強(qiáng)度（5）波浮托力o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力o合田良實(shí)法合田良實(shí)公式的只能計(jì)算波峰作用力，對(duì)于波谷作用力一般仍用森弗羅簡(jiǎn)化法的有關(guān)公式計(jì)算；從近年來試驗(yàn)表明該公式只適用于H/d1小于0.6情況；研究也表明合田良實(shí)公式不適用于高基床、寬基肩的情況。式中：2kkL波數(shù)，35d 墻前 倍有效波高處的水深221;ddd基床護(hù)面層上的水深，若無護(hù)面層，則o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力 破波作用力遠(yuǎn)破波作用力（1）靜水面以上高度H處的波浪壓強(qiáng)為0 （2）靜水面處波浪壓強(qiáng) 12s

31、pK K H系數(shù)K1o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力 破波作用力遠(yuǎn)破波作用力（3）靜水面以上的波浪壓強(qiáng)按直線變化（4）靜水面以下深度z=H/2處的波浪壓強(qiáng)0.7zspp（5）水底處的波浪壓強(qiáng) 1.7,0.6;1.7,0.5;dsdsd Hppd Hpp（6）墻底面上的波浪浮托力2dubpP0.7波浪浮托力分布圖的折減系數(shù)，可采用。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力 破波作用力遠(yuǎn)破波作用力（1）靜水面處波浪壓強(qiáng)為0 （2）靜水面以下，自深度z=H/2至水底處的波浪壓強(qiáng)均為 0.5pH（3）墻底面上的波浪力（方向向下）為 2

32、ubpP o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力 破波作用力遠(yuǎn)破波作用力若在建造建筑物前，波浪在該處或較遠(yuǎn)處已發(fā)生破碎時(shí)，對(duì)于i在1/140-1/50范圍內(nèi)的較緩底坡，可用波高H=0.78d代入式 計(jì)算波浪力； 12spK K H當(dāng)?shù)灼略谏鲜龇秶酝鈺r(shí)，可用相應(yīng)的極限波高代入式 作初步估算，但應(yīng)通過模型試驗(yàn)驗(yàn)證。12spK K Ho 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力 破波作用力近破波作用力計(jì)算方法有：米尼金法（計(jì)算結(jié)果偏大），前蘇聯(lián)規(guī)范（計(jì)算結(jié)果偏小），我國規(guī)范法（大工提出）。適用范圍： （1）只考慮波峰 （2）直立墻明基床為拋

33、石基床，前坡1:m，m23，基肩寬度： b（12）H，或近似于d1)6 .0(5 .167.011HdHd67.025.01dd10/ 130/ 1/LH計(jì)算結(jié)果不符合此條件，需做模型試驗(yàn)o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力 破波作用力近破波作用力（1）靜水面以上高度z處的波浪壓強(qiáng)為0， z按下式計(jì)算： （2）靜水面處的波浪壓強(qiáng)分兩種情況計(jì)算10.270.53dzHH當(dāng)1/3d1/d2/3時(shí) 1113. 0116. 08 . 125. 1dHdHHPs當(dāng)1/4d1/d1/3時(shí)11113. 0103. 14 .369 .1367. 025. 1dHdddHHPs

34、（3）墻底處的波浪壓力強(qiáng)度pb=0.6pSo 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力 破波作用力近破波作用力 波峰作用力波峰作用力 （4）單位長(zhǎng)度墻底的總波浪力按下式計(jì)算當(dāng)1/3d1/d2/3時(shí)17. 09 . 125. 111dHHdP當(dāng)1/4d1/d1/3時(shí)1 . 18 .388 .1467. 025. 1111dddHHdP（5）墻面上的波浪浮托力7 . 0,2bbpPo 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力備注： （1）由于近破波波壓力有很強(qiáng)的沖擊性，且破碎過程復(fù)雜，波壓力不穩(wěn)定（受波要素，地形，建筑物尺寸的影響）在進(jìn)行防波堤平

35、面布置和擬定結(jié)構(gòu)形式時(shí)應(yīng)盡量避免在設(shè)計(jì)低水位時(shí)出現(xiàn)近破波（即建筑物所處的位置應(yīng)避開破碎帶）。 （2）對(duì)于低基床的直墻式建筑物，可先按建筑物前水深d繪制遠(yuǎn)破波波壓力分布圖，然后減去基床部分的波浪力。o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算 基本荷載：防護(hù)墻波壓力 水位組合：o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算高水位高水位低水位低水位平均水位平均水位 抗傾穩(wěn)定性：o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算重力重力靜水壓力靜水壓力土壓力土壓力靜水壓力靜水壓力波壓力波壓力MHMVK0抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)； Mv抗傾覆力矩，kNm； MH傾覆力矩，kNm。 防護(hù)墻抗傾穩(wěn)定安全系數(shù) 抗滑穩(wěn)

36、定性沿墻底面或各水平縫：o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算重力重力靜水壓力靜水壓力土壓力土壓力靜水壓力靜水壓力波壓力波壓力MH摩擦力摩擦力Kc抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； W作用于墻體上的全部垂直力的總和，kN； P作用于墻體上的全部水平力的總和，kN； f底板與堤基之間的摩擦系數(shù)。 防護(hù)墻抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 抗滑穩(wěn)定性沿墊層(非粘性土）：o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算重力重力靜水壓力靜水壓力靜水壓力靜水壓力波壓力波壓力P摩擦力摩擦力PEGg(G+g)*f土壓力土壓力 抗滑穩(wěn)定性沿墊層(粘性土）：o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算重力重力靜水壓力靜水壓力土壓力土壓力

37、靜水壓力靜水壓力波壓力波壓力P摩擦力摩擦力PEGg(G+g)*tg(fa)+C0Ao 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算案例o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算案例（1）確定本題中波浪作用狀況：d1/H=1.29 (設(shè)計(jì)高水位） d1/d=0.59 (設(shè)計(jì)高水位） Z（設(shè)計(jì)低水位）Z(堤前灘涂） 內(nèi)外水位相同（2）計(jì)算主動(dòng)土壓力 確定堤后土的破碎角波谷壓力小，波谷壓力小，可以忽略可以忽略無波浪作用無波浪作用靜水壓力平衡靜水壓力平衡o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算案例o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算案例 （2）確定主動(dòng)土壓力o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤

38、設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算案例 （3）確定土壓力力矩o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算案例 （4）確定重力力矩o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算案例 （4）確定被動(dòng)土壓力重力重力土壓力土壓力P摩擦力摩擦力PEGg(G+g)*tg(fa)+C0APEl 波浪爬高計(jì)算l 越浪量計(jì)算l 護(hù)坡計(jì)算l 防護(hù)墻穩(wěn)定計(jì)算l 防浪胸墻穩(wěn)定計(jì)算o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防浪胸墻穩(wěn)定計(jì)算o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防浪胸墻穩(wěn)定計(jì)算 考慮設(shè)計(jì)工況短暫狀況：應(yīng)考慮設(shè)計(jì)高水位和設(shè)計(jì)低水位時(shí)，波浪對(duì)斜坡堤的作用，波高的重現(xiàn)期可采用25年。地震狀況：在進(jìn)行斜坡堤整體

39、穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮地震作用的組合，計(jì)算水位應(yīng)采用設(shè)計(jì)低水位，不考慮波浪對(duì)堤體的作用。 海堤設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的計(jì)算工況 特殊荷載：地震荷載o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防浪胸墻穩(wěn)定計(jì)算土壓力系數(shù)海側(cè)海側(cè)o 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防浪胸墻穩(wěn)定計(jì)算 主要荷載：波浪水平力，土壓力，波浪浮托力，重力 波浪力：先按堤前水深和波高確定堤前波浪形態(tài)，依次分類確定波壓力計(jì)算公式計(jì)算海堤前水深的波壓力分布，截取作用與胸墻部分的波壓力計(jì)算波浪對(duì)胸墻作用力時(shí)，一般波高采用1%波高，波長(zhǎng)由平均周期算得 波峰作用時(shí)胸墻上的波浪壓力分布12(,)pdL dfHH H Ho 9 9、海堤設(shè)計(jì)、海堤設(shè)計(jì)l防浪胸墻穩(wěn)定計(jì)算波浪波浪力波峰作用時(shí)胸墻上的平均波浪壓